我的背景足以开始量子计算吗?


14

我是电气工程专业的一年级学生。我想在将来研究量子计算和量子AI,还可能要研究建造量子计算机。

我已经两次完成了Strang的《线性代数入门》和Axler的《正确线性代数》。我已经完成了MIT OCW 6.041概率课程。我知道微积分1、2和3以及微分方程。

我有两个问题:

  1. 我的背景足以研究量子计算吗?
  2. 我应该从哪里开始/您建议使用哪些材料?

6
我想说的是,作为一名高中生,他已经学习了量子计算的基础知识-是的,您的背景就足够了。如果你愿意学习,就可以学习。
heather

2
采取启动方法,然后开始。然后,当您发现某些知识空白时,就可以随心所欲地填补这些空白。这是确保您确切学习完成x所需的最佳方法
Outsider

如果您打算以EE / ECE的方式上大学,那么如果您对硬件方面感兴趣的话,就需要学习一些物理学。您不清楚您是否仅对硬件或算法/软件感兴趣。如果您确实想了解和/或开发硬件,那么您会在某些物理方面做得一样好,但是要加倍。
J ...

您可以看到Q是几乎没有背景的适用于Quantum的,它是对量子计算的真正介绍。我还建议您从Democritus开始检查量子计算
littleO

Answers:


16

我正在研究一本目前在Early Access中的教科书,名为“ 使用Python和Q#学习量子计算”。它适用于想要学习如何为量子计算机编程并了解量子计算机如何工作的基础知识的人们。只有知识的先决条件才能使用某种语言进行编程(Python可以帮助但不是真正必需的)和线性代数的基础知识(多种矩阵和矢量之类的东西)。我的合著者@ chris-granade和我很乐意就与该书相关的论坛上的最新反馈提供反馈,会议和播客等处都有优惠代码,例如dm上的hmu,我可以找到一个!


我也会对这本书感兴趣。我也在学习量子计算。请告诉我!
Enrique Segura

@DrSarahKaiser,您希望什么时候完成您的书?你让我着迷了,我很失望无法阅读全部内容:/
TheCatWhisperer '19

我们的目标是明年年初,但是随着我们逐步完成新的章节,我们将发布新的章节。从事一些有关量子密钥分发的工作,并且现在更多地处理单个qubit😁我很高兴您喜欢它们,很高兴您能尽快阅读更多!
萨拉·凯泽(Sarah Kaiser)博士

3

我肯定会说。与您相比,我的经验和数学知识要少得多,但是我已经能够学习基础知识。当然,有些事情困扰着我,但我认为您会做好充分的准备。您可能需要更多学习的领域是逻辑和经典计算机科学。拥有知识,甚至有些基础知识,绝对可以帮助您。我从克里斯·伯恩哈特(Chris Bernhardt)的《面向所有人量子计算》开始。这对您来说可能太简单了,但这为我提供了一个很好的切入点。

最后,我认为最重要的是您的兴趣和热情,所以,如果您对这个主题着迷,那就继续吧!


3

我也是一名本科生,希望有一天能开始从事量子计算的职业。我是一名物理专业的学生,​​大约一年前对该科目产生了兴趣,这些因素帮助我建立了基础。

就背景而言,线性代数是理解该学科基础必不可少的唯一课程。原因是可以将计算简化为作用于特定矢量(称为状态)的一系列矩阵(称为门)。对于更高级的研究和量子计算的许多应用,必须要有量子力学课程,但是如果您没有这样的课程,您完全有资格开始学习基础知识。

在资源方面,我的建议是从比教科书更轻的内容入手。我强烈建议您使用Microsoft Q#支持文档,尤其是此处的“量子计算概念”文章。如果您想开始编程,那么如果没有C#背景和功能性编程语言的知识,将很难学习Q#,因此它可能不是入门的正确语言。这与语言无关,但对我来说却很难,因为我从未使用过C#,并且在我的函数式编程课程开始之前,阅读特定于语言的文档时遇到了麻烦。我个人接受过很多Python方面的培训,因此Google的CirqIBM的Qiskit等语言对我来说是更自然的选择。

一旦您阅读了其中的一些基础知识文章,就可以开始学习一本教科书了。有人已经提到“迈克和艾克”(迈克尔·尼尔森和艾萨克·庄的量子计算和量子信息),这是该主题上最受推崇的书之一。我还要提到的另一本书是《量子计算机科学:大卫·敏明(N. David Mermin)的概论》,对于那些没有量子力学背景的人来说,至少在某些章节中,它是很容易理解的。没有一本书适合所有人,因此只需尝试几本书,看看什么对您有意义。

我的最后一条建议是找一个朋友与他一起学习材料,或者找一位教授帮助您完成特别困难的话题。在整个学术生涯中要记住的一点是,有了指南,数学和相关领域会更好。

祝好运!


2

了解量子计算的基本理论应该是可以实现的。如果您了解线性代数,那么数学将不是您的绊脚石。量子力学也不应该是这样-当您确实需要利用其某些机械时,就无需深入了解即可开始。大多数QC入门资源将建立叠加,度量,unit运算符和纠缠概念的基本思想。

工程量子计算机是另一个故事。如果您想这样做,那么您将需要更多地了解量子力学。但是,量子计算的基本理论仍然应该放在第一位。

如果您是入门者,则应该查看上brilliant.org(brilliant.org/courses/quantum-computing,第一章是免费的)。完全公开之后,我对本课程的撰写完全是出于对可用的QC学习选项的不满。它使您无需学习什么量子位就可以解决当前的量子计算(混合经典/量子方法,如VQE)。

在此过程中,您将研究量子门,构建基本的量子信息处理电路(例如,隐形传态和超密编码),查看清晰的量子加速示例,并了解量子算法的主要类别。您可以学习数学,但课程中还嵌入了模拟量子计算机,因此您可以对正在发生的事情进行内部化。您还将学习如何用Microsoft的Q#语言编写量子算法,并使用它来构建量子化学的基本应用程序。


1

您对数学,编程,量子物理学等了解得越多越好,但是对于所有相关人员来说,该领​​域都是新的。我们都在不断学习,所以我想您应该做得很好。话虽如此,我建议您提高自己的编程技能(Python在该领域中广泛使用),并开始阅读由开发量子计算机的公司(如IBM,Rigetti和D-Wave)在线提供的内容。那会让你入门。祝好运。




1

是。我们需要对本学科有一定的了解。似乎,您渴望学习基于量子物理学的计算。

计算技术的未来是量子,数字计算将是过去,很快就会被称为0和1的愚蠢技术。

您对量子计算的兴趣足以深入到这一主题。

浏览有关量子计算的最新期刊和研究工作。尽管如此,施普林格的出版书籍也很适合自学。这些书中也可以得到很多其他参考。

在线提供了几本书的免费预览:


11
The future of the computing technology is quantum, the digital computing will be a past and will be known as dumb technology of 0's and 1's very soon. 高度主观的,甚至与量子计算中的几个(大多数?)人的想法相反。我今天听到最多的观点是“量子硬件将用作加速器,就像我们今天使用GPU的方式一样”。无论如何,经典计算远没有被量子计算所取代。书很好,但是很贵。我同意,一旦您能够理解它们,最好阅读论文。
尼利米

对。硬件仿真将是数字化的几十年,但是核心计算技术将在2020
。– user30612 '19

@Nelimee以“是”或“否”的确定性逻辑知道普通计算机上的一条数据的状态,但是量子计算使用+1/2或-1的自旋态电子的概率的其他状态例如/ 2,虽然已经发明了更大的设计,但是只建造了非常简单的量子计算机,量子计算使用了一种特殊的物理学,即量子物理学,它本身是基于排除原理,概率论,不确定性原理和偏心算法的然而,量子计算的未来是美好而有趣的
user30612 '19

5
您无需向我解释,我目前正在全职从事量子算法和实现。我只是说,从我的角度来看,量子硬件将仅代替非常特殊的任务(例如整数分解)的经典硬件,而不是通用任务。
尼利米
By using our site, you acknowledge that you have read and understand our Cookie Policy and Privacy Policy.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.